傳感與測(cè)試技術(shù)總結(jié)

1,測(cè)試和測(cè)量的概念？1.測(cè)試：要用儀器儀表測(cè)量，并含有測(cè)試--對(duì)比--調(diào)整--再測(cè)試，這樣循環(huán)的一個(gè)過程和意思。如速度、壓力、電流、電壓、精度、振動(dòng)等等的測(cè)試；2.測(cè)量：也要用儀器儀表或量具等，對(duì)對(duì)象的一種或幾個(gè)參數(shù)的客觀測(cè)量，一般只要測(cè)量報(bào)告，不一定要評(píng)價(jià)評(píng)定的結(jié)論，供其他人員進(jìn)行分析判斷的客觀依據(jù)。如尺寸、精度、濃度、有益物或有害物含量等等；2，測(cè)試系統(tǒng)組成：3,負(fù)載效應(yīng)是什么在實(shí)際測(cè)量中測(cè)量系統(tǒng)和被測(cè)對(duì)象之間、測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部各環(huán)節(jié)之間相互連接必然產(chǎn)生相互作用和影響，使被測(cè)物理量偏離原有的量值，從而不可能實(shí)現(xiàn)理想的測(cè)量，這種現(xiàn)象稱為“負(fù)載效應(yīng)”4,如何消除負(fù)載效應(yīng)？減小負(fù)載效應(yīng)誤差的措施是提高后續(xù)環(huán)節(jié)(負(fù)載)的輸入阻抗5,什么是測(cè)試系統(tǒng)為完成某種物理量的測(cè)量而由具有某一種或多種變換特性的物理裝置構(gòu)成的總體。6,不失真的條件系統(tǒng)的幅頻特性曲線是一條平行于w軸的直線系統(tǒng)的相頻特性是一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)且具有負(fù)斜率的直線7,傳感器的定義能感受被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的器件或裝置。通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成8,傳感器的組成敏感元件(sensingelement^^傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的部分。轉(zhuǎn)換元件(transducingelement),指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。當(dāng)輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，則稱為變送器(transmitter)。9,電阻應(yīng)變式傳感器和電橋測(cè)試電路，加減特性采用電橋的一個(gè)橋臂為一片金屬應(yīng)變片，其他電橋?yàn)楣潭娮璧姆椒?，也可以采用在電橋上?/4片金屬應(yīng)變片組成的橋路結(jié)構(gòu)。10,變極距傳感器的特點(diǎn)保持重合面積和介質(zhì)不變，一個(gè)極板固定，一個(gè)極板可動(dòng)11,變面積電容器特點(diǎn)：輸入和輸出成線性關(guān)系，與變極距相比靈敏度較低適用范圍：較大直線位移及角位移的測(cè)量12,變介電常數(shù)電容傳感器：特點(diǎn)：測(cè)量能改變介電常數(shù)的物理量適用：大多用來測(cè)量材料的厚度，液面的面積，容量，溫度13，自感傳感器和互感傳感器的區(qū)別相同點(diǎn)：工作原理都是建立在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上，都可以分為變氣隙式、變面積式和螺旋式等。不同點(diǎn)：結(jié)構(gòu)上，自感式傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)化為電感線圈的電感值變化。差動(dòng)變壓器式電感式傳感器是把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為傳感器互感的變化，傳感器本身是互感系數(shù)可變的變壓□□器。14,什么叫渦流效應(yīng)？一個(gè)塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中作用切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生一圈圈閉和的電流，這種電流叫電渦流，這種現(xiàn)象叫做電渦流效應(yīng)。電渦流的產(chǎn)生必然會(huì)消耗一部分能量，從而使產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈阻抗發(fā)生變換。15,渦流傳感器的特點(diǎn)：只能測(cè)量金屬應(yīng)用：徑向震動(dòng)，回轉(zhuǎn)軸誤差，轉(zhuǎn)速，板材厚度，零件計(jì)數(shù)，表面裂紋，缺陷16，脈沖頻率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系：N=(f/z)*60N為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速1=脈沖頻率Z轉(zhuǎn)軸上的額槽數(shù)或者齒數(shù)17，霍爾效應(yīng)半導(dǎo)體中流過一個(gè)電流I時(shí)，若在與該電流垂直的方向上外加一個(gè)磁場(chǎng)，則在與電流及磁場(chǎng)分別成直角的方向上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電壓，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)18,霍爾傳感器的應(yīng)用開關(guān)型集成霍爾傳感器常用于接近開關(guān)，速度檢測(cè)，位置檢測(cè)19，壓電效應(yīng)是什么？當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的一定表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)不帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷極性也隨著改變。當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)就在一定方向上產(chǎn)生機(jī)械變形或機(jī)械壓力，當(dāng)外加電場(chǎng)撤去時(shí)，這些變形或應(yīng)力也隨之消失的現(xiàn)象。也稱電致伸縮效應(yīng)。20，壓電傳感器能否測(cè)量g不能，因?yàn)閴弘妭鞲衅髦荒軠y(cè)量動(dòng)態(tài)信號(hào)。壓電式傳感器適合測(cè)量變化劇烈的載荷。適用范圍：測(cè)力，力相關(guān)的壓力，位移，振動(dòng)加速度21，什么是光電導(dǎo)效應(yīng)在光作用下，電子吸收光子能量，使半導(dǎo)體材料導(dǎo)電率顯著改變22,熱電傳感器的工作原理：熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)是由兩個(gè)導(dǎo)體的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成接觸電勢(shì)是由于相互接觸的兩種金屬導(dǎo)體內(nèi)自由電子的密度不同導(dǎo)致的23,熱點(diǎn)基本定律(1) 均制導(dǎo)體定律熱電偶必須由兩種不同性質(zhì)的熱電極組成，提供了一種檢查熱電極材料均勻性的辦法（2）中間導(dǎo)體定律在熱電偶回路中，只要中間導(dǎo)體兩端點(diǎn)溫度相同，那么接入中間導(dǎo)體后，對(duì)熱電偶回路的總熱電勢(shì)是沒有影響的。（3）中間溫度定律4）中間溫度定律 5 &y根據(jù)式（7）t當(dāng)A與A與B材料分別相同，且接點(diǎn)溫度為訃、4時(shí),根據(jù)連接導(dǎo)體定律可得該回路的熱電勢(shì)力：&幻二%&（'，?）+%￡（卻4）⑻上式表明，熱電偶在接點(diǎn)溫度為、1時(shí)的熱電婢等于熱電偶在相應(yīng)的熱電界小丁區(qū)）與苞/&幻的代數(shù)和，這就是中間溫度定律，其中雹稱為中間溫度，（4）標(biāo)準(zhǔn)電極定律：陽＜7＜）=￡《（『二）+￡式7＜）=￡。（7＜）一紇。（T工）0）24,熱電偶冷端溫度處理0度恒溫法；熱電勢(shì)修正法；電橋補(bǔ)償法；延伸導(dǎo)線法25,光柵傳感器特點(diǎn)：大位移，有精度要求光柵柵距：W26,摩爾條紋莫爾條紋是指當(dāng)指示光柵與主光柵的柵線有一個(gè)微小的夾角e時(shí)，由于擋光效應(yīng)（當(dāng)線紋密度W50條/mm時(shí)）或光的衍射作用（當(dāng)線紋密度N100條/mm時(shí)），則在近似垂直于柵線方向上顯現(xiàn)出比柵距W大的多的明暗相間的條紋，相鄰的兩明暗條紋之間的距離B稱為莫爾條紋間距應(yīng)用：光散很小可以放大27,增量式碼盤測(cè)角位移，角速度，直線位移28,絕對(duì)式碼盤:定位29,加減特性:相對(duì)相加，相鄰相減。靈敏度高，溫度補(bǔ)償當(dāng)電橋相鄰臂阻值增量相反，相對(duì)臂阻值增量相同時(shí)，電橋輸出增大;當(dāng)電橋相鄰臂阻值增量相同，相對(duì)臂阻值增量相反時(shí)，電橋輸出減小。這一特性稱為電橋的加減特性。若僅用一個(gè)橋臂工作，為了補(bǔ)償溫度誤差，往往在工作應(yīng)變片附近放置另一個(gè)相同的應(yīng)變片，并作為一個(gè)橋臂與工作橋臂相鄰地接入電橋中。工作過程中，該橋臂不受應(yīng)變，只感受溫度的變化。30,平衡條件:直流電橋：R1R3=R2R4交流電橋：兩相對(duì)橋臂的阻抗模的乘積相等，阻抗角的和相等。31放大電路

放大倍數(shù)精入陽抗費(fèi)點(diǎn)放大倍數(shù)為1同相放大電路1+即曷無窮時(shí)，稱為電壓翻隨器反和放大電路瑪輸出阻筑為0,帶負(fù)載能力強(qiáng),差動(dòng)放大電路凡（差模）?=2瓦%=(%一/?2抻制輸入信號(hào)的共模成分儀表放大電路Fe=2八+同并串差I(lǐng)II M十輸入阻抗高，陽?-國時(shí)r記一『2/2共模抑陋比大.32,直流電橋靈敏度：IIAM力電恥跖華板卻舒鹿匱些電，I產(chǎn)生的電阻升工,：,*ts中西中橋城MEllti械費(fèi)腳用瓜加克也。目何由唯也大水相梨而依性桁反.即?。好?，，也*加上,3：圖S）中4力橋安Rlfft都就故篇即展最而我｛也桁鄰的西胃吼也殳讓大小相尋，穩(wěn)陛￡|辰，桂甘的兩，次匯市變化大小相毋曜性相犯IB吊3吊.島工群二，包工3％&="&?33,什么叫調(diào)制？使一個(gè)信號(hào)（高頻信號(hào)）的某些參數(shù)（幅值、頻率或相位）在另一信號(hào)（低頻信號(hào)）的控制下發(fā)生變化的過程。34,什么叫解調(diào)？最終從已調(diào)制波中恢復(fù)出調(diào)制信號(hào)的過程，稱為解調(diào)。35,調(diào)幅與解調(diào)的方法同步解調(diào)整流檢波解調(diào)（3）相敏檢波解調(diào)特點(diǎn)：輸出既能反映調(diào)制信號(hào)電壓的幅值，又能反映調(diào)制信號(hào)電壓的極性（方向）。36,濾波器的分類L低通涯波器：遒頻帶0吆（低通濾波器的上截止頻率）.高逋濾波器：通頻帶/]-8（百通派設(shè)簿的下截止頻率）.帶通濾波器：逋頻帶/；口（帶通疏波器的下、上截止^率）4帶阻濾波器：通頻帶0"^與犬y口根據(jù)濾波器的元件類型；RQ、￡C\晶年譜彩l涯海：器口□根據(jù)灌滋器的電路特性:一聽濾波豁布二階濾波器U□根據(jù)是否含有有源器件;有源?無源濾波豁口□根據(jù)濾波翡的信號(hào)，性質(zhì)二模秘裝字濾墟器口□根據(jù)退近王里想濾波器的方法：已轉(zhuǎn)沃所濾涯器、貝塞爾濾波髭制切貝雪夫漉選據(jù)，，37,示波器參數(shù)：截止頻率：幅頻特性等于根號(hào)二分之A0所對(duì)應(yīng)的頻率。帶寬B:上下兩截止頻率之間的頻率范圍稱為濾波器帶寬或-3dB帶寬。品質(zhì)因數(shù)Q:中心頻率fn和帶寬B之比（中心頻率為上下截止頻率的乘積的開方）紋波幅度d:實(shí)際濾波器的通頻帶內(nèi)幅頻特性可能呈紋波變化，最大變化量稱為紋波幅度。補(bǔ)充：1，靜態(tài)參數(shù)：靈敏度：測(cè)試系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，輸出量的變化和輸入量的變化的比值非線性度：在測(cè)試系統(tǒng)的全量程范圍內(nèi)，標(biāo)定曲線偏離擬合直線的最大偏差與滿量程輸出值的百分比回程誤差：在測(cè)試系統(tǒng)的全量程范圍內(nèi)，同一個(gè)輸入量所對(duì)應(yīng)的正反行程兩個(gè)輸出量之間的最大誤差與滿量程輸出值A(chǔ)的百分比重復(fù)性：在測(cè)試系統(tǒng)的全程范圍內(nèi)，一般用正或反行程最大偏差與滿量程輸出值A(chǔ)的百分比表示。分辨率：在測(cè)試系統(tǒng)的全程范圍內(nèi)，輸入信號(hào)的最小變化與滿量程輸出值的百分比測(cè)量范圍：測(cè)試系統(tǒng)的輸入和輸出保持線性關(guān)系的最大范圍量程：測(cè)試系統(tǒng)示值范圍的上限值與下限值之差，即A2，信號(hào)調(diào)理的作用規(guī)范/標(biāo)注信號(hào)便于傳輸，處理，接受或顯示記錄.有些傳感器輸出的是電參量，需要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)才能進(jìn)行處理。.傳感器輸出信號(hào)很微弱，大多數(shù)不能直接輸送到顯示、記錄或分析儀器中去，需要進(jìn)一步放大，有的還要進(jìn)行阻抗變換。.某些場(chǎng)合，為了便于信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對(duì)傳感器測(cè)量信號(hào)進(jìn)行調(diào)制解調(diào)處理。.有些傳感器輸出的是電信號(hào)，但信號(hào)中混雜有干擾噪聲，需要去掉噪聲，提高信噪比。3，在測(cè)試系統(tǒng)中為什么要進(jìn)行信號(hào)調(diào)制為了減小后續(xù)電路可能引起的失真，信號(hào)的頻寬相對(duì)于中心頻率（載波頻率）應(yīng)越小越好,實(shí)際載波頻率至少數(shù)倍甚至數(shù)十倍于調(diào)制信號(hào)頻率。4，什么是調(diào)制信號(hào)?什么是載波信號(hào)?什么是調(diào)制波？使一個(gè)信號(hào)（高頻信號(hào)）的某些參數(shù)（幅值、頻率或相位）在另一信號(hào)（低頻信號(hào)）的控制下發(fā)生變化的過程。前一信號(hào)稱為載波，一般是較高頻率的交變信號(hào)，后一信號(hào)（控制信號(hào)）稱為調(diào)制信號(hào)使載波信號(hào)的頻率隨調(diào)制信號(hào)而變化的過程。調(diào)制以后得到的波形相應(yīng)的稱為